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Saturday, 7 October 2023

重塑大腦之旅:我如何用六星期提升了腦袋功能

越來越多證據表明,日常生活中的簡單改變,就能改變大腦及其功能。BBC未來網(BBC Future)編輯梅麗莎·霍根博姆(Melissa Hogenboom)給自己做腦掃描一探究竟。

「要什麼都不去想,原來出乎意料地困難。」這是我躺在掃描機器裏想到的其中一件事。

當這台功能性磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imagine, fMRI;又譯功能性磁振造影、功能磁力共振成像)機器吵吵鬧鬧地運作著,我被要求專注盯著一個黑色的十字。要一直睜著眼睛感覺上也很難。掃描器嗡嗡作響有些催眠作用,我還真有點擔心要是睡了過去,會影響到大腦影像結果。

作為一位科學記者,大腦如何運作總是讓我著迷。因此我躺在倫敦大學皇家霍洛威學院(Royal Holloway, University of London)的掃描儀裏,先給大腦做個檢查,再開展一場為期六個星期的重塑大腦之旅。

我的目標是要了解我們能否自行影響大腦產生有意義的變化。透過改變日常生活的不同方面,我希望找出是否可以強化大腦內的關鍵聯繫,並在過程中讓頭腦變得更健康。

過程中,我學會了一些大家都能應用的技巧,而且效果很顯著。

神經可塑性與全神貫注

大腦有驚人的適應、學習與成長能力,因為它本質上有可塑性——也就是說,它會改變。

這是所謂的神經可塑性(neuroplasticity),是大腦在結構與功能上不時適應和進化的意思。

曾幾何時,這被認為只局限於青年身上,但如今我們知道這是塑造我們的一種持續力量。每當我們學會一項新技能,大腦就會適應。

神經科學家與心理學家現在認識到,我們有能力在某程度上控制大腦。

我們有很好的理由要去提升大腦功能——越來越多研究指出,這在延緩或預防退化性大腦疾病上能發揮作用。

因此,在英國薩里大學(University of Surrey)臨牀心理學家托爾斯滕·巴恩霍費爾教授(Prof Thorsten Barnhofer)的幫助下,我著手去做這件事。

他在研究靜觀(mindfulness;又譯正念)對於管理壓力和困難情緒上的效用,尤其是在嚴重抑鬱症患者身上。

讓我意外的是,靜觀這種簡單的練習,能在維持頭腦健康方面扮演如此關鍵的角色。研究顯示,要提升某些認知功能,靜觀是簡單而有力的方法。

它能改善專注力,舒緩痛楚和減少壓力。研究發現只需數月的靜觀訓練,某些抑鬱與焦慮症狀能得到舒緩——然而正如任何複雜的心理健康問題一樣,這或許會因人而異。

還有,靜觀能改變大腦。巴恩霍費爾教授說,這是因為當壓力激素皮質醇(cortisol)增加並維持在高劑量時,「這會對你的大腦有毒」。

壓力也能直接抑制神經可塑性,因此管理壓力能讓大腦更可塑。

實驗開始

問題是,這對我的腦袋有用嗎?

在六個星期時間裏,巴恩霍費爾教授為我調校出一套靜觀課程。每天30分鐘,一次過或分成兩節各15分鐘,我會聆聽一段錄音練習靜觀冥想。

此外,我每周跟巴恩霍費爾上一節冥想課,他在Zoom上給我指導。整個靜觀課程都能在網上免費瀏覽。

我得到的指示是盡力注意當下,尤其是留意我通常會忽略的事物,例如我都想到哪去了,有什麼事情是我在朝思暮想的。

他還鼓勵我更專心於日常生活,例如在烹飪或跑步時認真專注於當下,將心思拉回去正在做的事情上,同時留意自己有多容易走神。

這一部分研究最讓人著迷的是,靜觀這看似簡單的過程,能帶來可量化的效果。

巴恩霍費爾教授解釋說:「靜觀所能做的是緩衝壓力,你會越來越能注意到挑戰和那些反芻回應,這些是一種擔憂的來源。」

我也許不是最理想的實驗對象——我在訓練前後都測量了壓力水平,一般都很低——但我還是感到受益匪淺。

當我開始一節課時,感覺前一兩分鐘很容易。我會按照指示專注於呼吸或是身體的某些部位。

但每逢靜寂時刻,我的思緒就踏上了時光機之旅。我會思考幾周前與朋友的對話,然後在不過幾秒之間掠過要預約牙科檢查的念頭,接著又想起下一項工作的截止期限……諸如此類。

在短短瞬間,我看到自己的思緒如何快速轉換。要是把速度加快的話,就會讓人極度疲憊。

巴恩霍費爾教授說:「當然,心神遊移在許多方面是有幫助的。」

「它有助於我們的創意,但這也能打亂事情。這就是重覆思考、反芻思維(ruminative thinking)和擔憂的來源。這些會導致我們壓力增加。」

當我開始注意到這一點,我越來越覺得我們超前思考、預先計劃、擔心事情的出色能力要是過了頭,可以令人衰弱。

換言之,揭示我們的腦袋到底如何運作,是我們嘗試放下忙碌束縛的關鍵第一步。

大腦與身體的聯繫

在我花時間在靜觀課程的這六周裏,我還花時間為我的紀錄片《大腦妙招》(Brain Hacks)拍攝其他神經科學家,看看有沒有哪些同類型「妙招」我能借鑒。

例如,有證據表明,冥想和鍛煉都能提升大腦的可塑性。

我並未增加運動量,但我有逼著自己跑得更快——我經常在我家附近的公園裏用21分鐘跑完5公里。

我知道這樣做或許能同時提升我的大腦,這讓我更有動力去做。英國倫敦大學伯貝克學院(Birkbeck, University Of London)大腦和認知發展中心講師奧里·奧斯米博士(Dr Ori Ossmy)說:「體育運動能促進大腦的可塑性。」

「如果你把體育跟認知任務結合起來,提高自己感興趣的技能,你也許能做得更強。」

薩里大學比較認知學教授吉莉安·福雷斯特(Prof Gillian Forrester)認同這有道理,因為身體健康與大腦健康是相輔相成的。

她說:「我們的身體健康與精神健康完全是糾纏在一起,這才能創造生活品質。」

身體健康與認知健康同樣息息相關。像福雷斯特教授這樣的科學家,透過研究嬰幼兒,了解大腦和身體之間的聯繫。

在伯貝克學院全新的嬰兒實驗室(Baby Lab),福雷斯特教授向我展示了她的最新研究項目,其名字為「寶寶成長」(Baby Grow)。

這項研究將監察嬰兒出生首18個月的發育情況,目的是在認知障礙跡象變得明顯之前搶先找出它們。為什麼要這麼早便做監察?這也跟神經可塑性有關。

在幼年發展階段,兒童的大腦尤其具可塑性——隨著他們長大,學習了解周遭環境,新的腦神經連線與網絡以驚人的速度建立起來。

這意味著在這高度可塑時期,對有需要的兒童採取介入措施會更容易。

這就是為什麼福雷斯特教授相信,加深了解塑造大腦的日常過程特別重要的原因之一。

神經康復

病人從嚴重腦創傷康復時,同樣的理論也可以套用進來。

我跟博尼諾·普萊霍神經病變中心(Centro Neurolesi Bonino Pulejo)科學總監安吉洛·誇塔羅內教授(Prof Angelo Quartarone)見面。那是一家位於意大利西西里的腦創傷中心,他每天見證著大腦的可塑性。

他說:「即使在最糟糕的狀態,大腦還是會以某種形式自我修復……透過神經康復(neurorehabilitation),我們能加快復原進度。」

他的團隊採用多種方法輔助康復,包括機器人、虛擬現實(VR)和在腦部植入電池線圈。

他說:「微量的電流可以可以與神經康復技術所採用的相同機制相互作用。這樣就能一舉兩得。」

他有一位右肢乏力的病人讓我驚嘆不已,他透過玩電腦模擬遊戲,成功建立新的神經連接,讓他重拾失去了的運動機能。

這種增強大腦功能的方法值得我們學習。

顯然,練習新技能和經常接觸新環境,統統都能幫助大腦不斷適應與成長。

我用意大利語下單要日曬番茄乾的時候就是如此。還有去上一個打西西里鈴鼓的速成班,然後再坐在埃特納火山(Mount Etna)腳下冥想。

當然,我必須補充一個注意事項:我只是一個人的樣本,而以上種種都只是例證,而非純粹科學。

結構上的改變

六個星期的尾聲,我極好奇我所做的一切,對腦袋有沒有起到任何作用。

經過又一次大腦掃描後,我到薩里大學找巴恩霍費爾教授聽取結果,他詳細分析與比較了我的兩次腦掃描。

結果出來了:我的大腦確實改變了,並且出現了一些可衡量的變化。

我的杏仁核(amygdala)右側的一半縮小了體積,它是處理情緒很重要的部位。

這種變化很輕微,但能量度出來。然而,讓人更興奮的是,這與科學文獻一致,即靜觀能緩衝壓力,致使杏仁核縮小。

當我們的壓力增加,杏仁核便會增大。我一開始沒感覺到特別大壓力,但即便如此,能看到變化還是教人興奮。

另一樣變化發生在扣帶皮層(cingulate cortex),那是腦幹邊緣系統(limbic system)中跟行為和情緒反應有關的部分。

這對於默認模式網絡(default mode network, DMN)也很重要,當思緒漫遊和胡思亂想時,該區域會活躍起來。

在我的大腦中,它在六周之後稍微增生了,這表明該區域的控制有所加強。這再次與科學文獻中已發表過的研究相呼應。

這也跟我在課堂上所注意到的情況一樣。隨著時間的推移,我發覺我越來越能保持心平氣和,能更好地排除忙碌思緒。

我在大屏幕上看到我的腦袋出現了這些成果,實在大開眼界。

單純透過靜觀練習,我成功擴充了腦袋的其中一部分,防止自己過度胡思亂想。

最後要提醒大家:我們所看到的一切大腦變化,都可能只是隨機事件,這一點很重要。

無論如何,大腦無時無刻都在變化,但這些研究說明,這整個體驗是個很值得的挑戰過程,很多人能從中受益。

當然,為了讓變化得以持久,我顯然該繼續鞭策自己去練習這些「妙招」。

我還會繼續每天冥想嗎?我很想說:「這當然。」

前提是,生活上要有這個空閒……

補充報道:湯姆·海登(Tom Heyden)、皮耶朗傑洛·皮拉克(Pierangelo Pirak)

請訪問BBC Future閲讀英文原文 (https://www.bbc.com/future/article/20230912-how-i-hacked-my-brain)。

from BBC中文 https://www.bbc.com/zhongwen/trad/science-67033656